[發明專利]一種高精度實時定位裝置及其方法

有效

• 申請號: 201610064760.8
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105699939B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 申研;李淵博
• 申請（專利權）人: 申研;李淵博
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司12209
• 代理人: 王利文

技術領域

本發明屬于室內外定位技術領域，尤其是一種高精度實時定位裝置及其方法。

背景技術

目前，室內外定位主要包括衛星定位、基站定位、wifi定位、IP定位、RFID/二維碼等標簽識別定位、藍牙定位、聲波定位、光信號定位以及無線收音，433，533通用對講無線信號定位等，上述定位方法都是由接收機接收信號源播送的定位信號來計算出接收機的位置。隨著定位技術的快速發展，人們對快速高精度位置信息的需求也日益強烈,高精度實時定位導航的應用范圍越來越廣。接收機接收一個或幾個已知位置坐標的信號源發來的無線電信號，通過計算接收機到信號源之間的距離來得出接收機的位置坐標。這類定位方式例如有:衛星定位、基站定位、wifi定位、IP定位、RFID/二維碼等標簽識別定位、藍牙定位、聲波定位、光信號定位以及無線收音，433，533通用對講無線信號定位等，從技術實現上可以采取一種或多種混合。目前已知的接收機結構所計算出的位置坐標的精度不高。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種設計合理、定位精度高且使用方便的高精度實時定位裝置及其方法。

本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種高精度實時定位裝置，包括多個單點接收機構成的多邊形接收機陣列，各個單點接收機的天線相位中心位于多邊形接收機陣列的各頂點和中心點上，各個單點接收機的天線分布在同一平面上，每個單點接收機均包括一個MCU及與MCU相連接的接收機，各個MCU相互之間并聯在一起并共同連接到一個處理器模塊上。

進一步，所述單點接收機為衛星定位接收機、基站定位接收機、wifi定位接收機、IP定位接收機、RFID/二維碼標簽識別定位接收機、藍牙定位接收機、聲波定位接收機、光信號定位接收機、無線收音接收機或433/533通用對講無線信號定位接收機。

進一步，所述多邊形接收機陣列為等邊三角形正方形接收機陣列、等邊五邊形接收機陣列或等邊六邊形接收機陣列。

一種高精度實時定位裝置的定位方法，包括以下步驟：

步驟1、各個單點接收機將各自的ID及觀測值坐標發給處理器模塊；

步驟2、處理器模塊根據各個單點接收機的ID、各個單點接收機的觀測值、多邊形接收機陣列的物理幾何參數計算出如下兩個幾何圖形：一個是各個頂點接收機的坐標觀測值所圍成的幾何圖形；另一個是以位于中心點的接收機的坐標觀測值為中心點，以頂點接收機的物理線路所圍成的幾何圖形；

步驟3、如果兩個正多邊形有重合區域，則使用從位于中心點的接收機得到的觀測值與利用各個頂點的接收機所得到的坐標觀測值計算出多邊形中心點的坐標進行差分計算，得到兩個坐標之間的中點的坐標，該坐標即為天線陣列幾何中心點的高精度的經緯度坐標信息；

步驟4：如果兩個正多邊形沒有重合區域，則利用修正值對定位坐標進行修正，得到天線陣列幾何中心點的高精度的經緯度坐標信息。

進一步，所述修正值是通過對外部參數進行試驗獲得。

進一步，所述修正值的長度小于物理接收機天線陣列的半徑。

進一步，所述利用修正值對定位坐標進行修正的方法為：利用頂點的單點接收機所得到的坐標觀測值計算出多邊形中心點的坐標減去修正值，從而得到天線陣列幾何中心點的高精度的經緯度坐標信息。

本發明的優點和積極效果是：

1、本發明將多個單點接收機按正多邊形排列而構成接收機陣列電路，能夠直接利用和處理信號源發出的定位信號就能顯著提高定位精度，高定位精度的工作范圍可以擴大其應用范圍。

2、本發明不需要在現有系統上增加新的輔助系統及設備，避免了系統建設費用和使用成本，也免去了繁瑣的專業技術操作，同時也使得其工作范圍沒有任何局限。

3、本發明與普通的單點接收機相比，雖然增加了部分元器件數量，但這些器件均為低成本元件，但卻將定位精度卻大幅度提高，顯著提高了用戶接收機的性價比。

4、本發明設計合理，具有精度高、建設及維護成本低廉、性價比高且使用方便等特點，可以在高精度實時定位導航的普通民用領域大規模應用推廣。

附圖說明

圖1是本發明的正方形接收機天線陣列幾何分布圖；

圖2是正方形接收機陣列的電路方框圖；

圖3是本發明的正方形接收機陣列工作原理圖(兩個正方形有重疊情況)；

圖4是本發明的正方形接收機陣列工作原理圖(兩個正方形無重疊情況)。

具體實施方式